过量的氮磷等营养物质进入水体后会引起水体富营养化,不仅会造成水生植物或藻类大量生长,而且为病原菌的繁殖和传播提供了条件,影响水生态系统的稳定性和人类健康。目前对水生态系统中氮转化的研究主要集中于水体和沉积物,但对于植物叶际微生物及非生物介质表面微生物对氮转化过程的影响机制尚不清楚。同时,水生植物和藻类生长及衰亡过程中所释放的溶解性有机质（DOM）和硝酸盐在自然光照下可以产生强氧化性的活性物种,又影响着水体中细菌的存活。本研究通过对氨氮在水生态系统内的迁移与转化过程进行细致的解析,并探究上覆水、沉积物和植物叶际、非生物介质表面的生物膜群落结构和功能,从而更好地理解氮迁移转化过程及其中的微生物学机制。同时通过分离和表征植物（p-DOM）、藻（a-DOM）和河道上覆水（r-DOM）DOM,对大肠杆菌在不同来源DOM和硝酸盐光催化下的灭活过程进行探究,得出的主要结论以下:（1）通过微宇宙试验,发现持续的氨氮污染较单次污染使体系内的硝化细菌相对丰度增高,硝化作用增强,但由于C/N仅为1-2,反硝化细菌丰度增高不显著,且反硝化速率较慢,使体系内硝酸盐发生大量积累,达到约12 mg·L-1。由于植物叶片受损腐败和体系内藻类的大量生长,使有机物也发生积累。变形菌门（Proteobacteria）和蓝细菌门（Cyanobacteria）为上覆水和沉积物中占优势的门。生物膜中的微生物大部分来源于上覆水,细菌群落结构在上覆水、沉积物和植物、非生物界面生物膜间具有显著的差异,同时又受NH4+-N不同污染频率所引起的环境因素影响。持续氨氮污染使体系内的病原菌相对丰度上升,增加了水环境的致病性风险。（2）根据紫外-可见分光光度法和三维荧光分析,得到在三种DOM中,r-DOM的分子量最大,且具有最高的芳香性,其次是p-DOM,a-DOM分子量最小。其中r-DOM含CHO类物质最高为55.17%,包括富里酸、木质素和缩合烃类物质,同时含有12.63%的蛋白类物质;p-DOM中含CHON类物质较多为53.59%,富里酸/胡敏酸类和蛋白类物质具有相似的比例;a-DOM含有52.36%氨基糖类物质,还包括一些蛋白类（27.21%）和木质素类物质（15.82%）。（3）分别采用三种DOM在实验室搭建的光催化体系中进行对大肠杆菌的灭活试验,发现光灭活效率分别为a-DOM＞r-DOM＞p-DOM,在2 h的实验室模拟光照下分别可以实现4.940±0.157、4.743±0.157和4.520±0.101 log的灭活量。其中a-DOM具有最高的3DOM*量子产率为7.46×10-3,而r-DOM产·OH的能力更强。采用山梨酸和异丙醇进行淬灭剂实验,证实三种DOM按照产生的3DOM*的能量大小排序依次是a-DOM＞p-DOM＞r-DOM。（4）探究DOM和硝酸盐耦合条件下对大肠杆菌的灭活情况,发现a-DOM和p-DOM更容易淬灭由硝酸盐产生的·OH,使·OH的稳态浓度大幅降低。同时a-DOM中3DOM*的产生也发生下降,导致两体系中大肠杆菌的光失活量发生下降,且下降幅度随硝酸盐浓度的增高而增高。r-DOM受硝酸盐的影响较小,细菌失活量几乎不变。根据暗复活实验,p-DOM具有最大的暗复活率（18.85%）,其次是r-DOM（0.056%）,a-DOM体系中的细菌暗复活率最低为0.0054%。与硝酸盐耦合后,a-DOM和p-DOM的暗复活率都发生增加,而r-DOM体系中的细菌暗复活率受影响最小。其中p-DOM与5 mg·L-1硝酸盐耦合后大肠杆菌的暗复活率增加至88.71%,p-DOM与硝酸盐耦合后的较大暗复活率为自然条件下游离细菌能在水体中大量存活提供了解释。